Das Projekt wurde im Rahmen meiner (an das Forschungsprojekt KOMPLETT gebundenen)
Tätigkeit als Wissenschaftliche Mitarbeiterin
in der AG HCI & Visualisierung
(Jun. Prof. Achim Ebert) an der TU Kaiserslautern durchgeführt.
Aufgabenstellende: vom BMBF gefördertes Forschungsprojekt KOMPLETT, Projektpartner_innen
Ziel der Arbeit: Intuitive Informationsvisualisierung und Diagnosesystem für Kleinkläranlagen.
Mein Ziel: Praktische Erfahrung mit der Entwicklung komplexer Systeme, C++/OpenGL Kenntnisse vertiefen, Techniken der Informationsvisualisierung anwenden und kreativ weiter entwickeln
Weitere Motivation: Vorkenntnisse in, Interesse an und Identifikation mit dem Anwendungsgebiet
Impressionen
Teil-Projekte, Techniken und Methoden
Visualisierungssystem HANNAH
HANNAH steht für Here and now, near at hand und ist Mission und Ziel der Entwicklung
Selbstständige und eigenverantwortliche Neuentwicklung eines komplexen interaktiven 3D Informationsvisualisierungs-Frameworks (C++/OpenGL) zur Visualisierung, Kontrolle, Steuerung und Diagnose von
Anlagen (d.h. Analyse, Design, Codierung, Test, Evaluierung, Refakturierung)
Ziel: Kontext-sensitives intuitives Human Computer Interface (HCI), das es auch Laien ermöglicht,
die Anlage zu bedienen
Konzeption von Metaphern und Methoden zur Informationsvisualisierung, Interaktion und Repräsentation von
heterogenen, semantischen Daten (Prozesslogik, Anlagenaufbau, Dokumentation, Messwerte,...)
3D animierte Prozessdatenvisualisierung
modulare Darstellung der Anlage zur Integration semantischer Informationen
Flexibilisierung des 3D Informationsvisualisierungs-Frameworks nach Anforderungen unterschiedlicher
Graphikkarten
C++/OpenGL
Benutzte Bibliotheken (unter anderem):
Graphviz für das Layout von Graph-Strukturen,
FreeImage für Bild-/Textur-Manipulation,
SDL für Threads
mehr als 30 000 Zeilen Quellcode
Datenbanken, Ontologien, OPC-Schnittstellen
Entwicklung von Komponenten zur Interaktion mit Datenbanken, Ontologien und OPC-Schnittstellen
Das Expertenwissen wird in einer Ontologie strukturiert und semantisch verknüpft (Ontologie-Editor
protégé). Die daraus exportierte
RDF-Datei kann mittels des leicht veränderten
rssdb-Tools (Java) in eine SQL-Datenbank
überführt werden (PostgreSQL). Dies ermöglicht
den uniformen Zugriff auf die heterogenen Daten von beliebigen Anwendungen aus.
Die Abfrage von Prozessdaten und die Steuerung der Anlage erfolgt über eine OPC-Schnittstelle. Dazu wurde ein
OpenSource OPC-DA-Client benutzt
und angepasst.
Webanwendung
Entwicklung einer Webanwendung (php/flash) zur Visualisierung, Kontrolle und Diagnose von Anlagen
Zugriff auf Expertenwissen in der Ontologie über SQL
Für Prozessdatenvisualisierung: Erweiterung von Open Flash Chart
Intelligentes Diagnosesystem
In die HANNAH-Visualisierung integriert ist ein Diagnosesystem. Prozesswertvisualisierungen erlauben das Erkennen
von typischen Mustern und atypischem Verhalten. Mit Hilfe des Expertenwissens in der Ontologie können zudem Situationen
analysiert, Diagnosen gestellt und Handlungsvorschläge unterbreitet werden. Die Situationsbeschreibungen sind
in der Ontologie abgelegt, werden durch einen auf boost spirit
basierenden Parser interpretiert und dann in regelmäßigen Abständen überprüft.
Weitere Tätigkeiten als wissenschaftliche Mitarbeiterin und im Rahmen des Projekts erworbene Kompetenzen
Kooperation und Austausch mit dem interdiszipären Team aus universitären und kommerziellen Partner_innen unterschiedlicher Fachgebiete
Eigenverantwortliches und selbständiges Koordinieren des Bereichs "Intuitive Visualisierung und intelligentes Diagnosesystem" innerhalb des Projekts
Recherche nach relevanten wissenschaftlichen Arbeiten
Verfassen wissenschaftlicher Publikationen und Mitwirken bei internationalen Konferenzen, Workshops und Messen
Betreuung von Wissenschaftlichen Hilfskräften, Projekt- und Diplomarbeiten
Koordinierung von und Mitwirken an Workshops und Vorträgen für Schüler_innen
Unterstützung von Arbeiten am Projekt @VISOR im DFKI (Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz)
Teile dieser Angaben sind dem Zwischenzeugnis entnommen.
Wissenschaftliche Veröffentlichungen
Einsfeld, K.; Ebert, A.; Wölle, J. (2008):
"Modified Virtual Reality for Intuitive Semantic Information Visualization".
IV08, 12th International Conference Information Visualisation, 9.-11. July 2008, London, England.
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Einsfeld, K.; Ebert, A.; Wölle, J. (2007):
"Interconnected Media for Human-Centered Understanding".
HCM2007, 2nd International Workshop on Human-Centered Multimedia, 28 August 2007, Augsburg, Germany.
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Einsfeld, K.; Ebert, A.; Wölle, J. (2007):
"HANNAH: A Vivid and Flexible 3D Information Visualization Framework".
IV07, 11th International Conference Information Visualisation, 4.-6. July 2007, Zurich, Switzerland.
pdf-Dokument
Wölle, J.; Steinmetz, H., Hansen, J., Einsfeld, K., Ebert, A. (2007): "An Intelligent Visualization and Decision Support System for decentralized Wastewater Treatment Plants". 6th Conference on Wastewater Reclamation and Reuse for Sustainability, 09.-12. October 2007, Antwerp, Belgium.
Einsfeld, K.; Ebert, A.; Wölle, J.; Steinmetz, H. (2006): "Multiple Dynamic Perspectives to Industrial Processes".
IASTED International Conference on Visualization, Imaging, and Image Processing (VIIP 2006), Palma de Mallorca, Spain,
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